CN1994848A - 起重设备和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吊缆附装组件，使用该吊缆附装组件的起重系统和传输系统。该吊缆附装组件包括：可围绕第一轴线枢转的板；可围绕相应的第二和第三轴线枢转的第一和第二枢转组件，该第一、第二和第三轴线相互平行；位于第一枢转组件内的第一吊缆保持器，该第一吊缆保持器适于将第一吊缆的端部可旋转地保持在第一吊缆枢转组件内，该第一吊缆可围绕第四轴线旋转；位于第二枢转组件内的第二吊缆保持器，该第二吊缆保持器适于将第二吊缆的端部可旋转地保持在第二吊缆枢转组件内，该第二吊缆可围绕第五轴线旋转；其中，该第四和第五轴线相互平行并且该第四和第五轴线垂直于第一、第二和第三轴线。

Description

起重设备和系统
技术领域
本发明涉及起重设备领域；更具体地，本发明涉及多吊缆、多附装点的起重设备。
背景技术
在工业生产中，经常在工厂内在工站之间传输部件。在一些应用场合，使用悬挂式提升系统来传输部件。起重机用于从工站提升部件，然后起重机和该部件被悬挂式轨道系统移动到下一个工站，在该工站起重系统使部件降低。在一种类型的起重机中，支承平台由六条吊缆悬挂，该吊缆连接到适于抓紧该部件的平台或保持该部件的容器上的三个点。这些吊缆以相同的速度同时卷绕或松开相同的距离。这种起重系统不会发生左右摆动和扭曲，并且在需要精密部件和高位置精度时使用。但是，在这种系统中，吊缆易于因内部张力疲劳失效而发生扭结或拆开，这会导致平台倾斜以及卷轴受约束，从而对传输的精度造成不利影响或损坏部件。更换这种起重系统中的吊缆成本很高并且费时。
因此，需要一种吊缆寿命提高的改进的吊缆起重系统。
发明内容
本发明的第一方面是一种用于将一对吊缆附装到有效载荷夹紧机构上的吊缆附装组件，包括：可围绕第一轴线枢转的板；可围绕第二轴线枢转的第一吊缆枢转组件和可围绕第三轴线枢转的第二吊缆枢转组件，该第一和第二吊缆枢转组件设置在该板的相对侧，该第一、第二和第三轴线相互平行；位于该第一枢转组件内的第一吊缆保持装置，该第一吊缆保持装置适于将所述一对吊缆的第一吊缆的第一端可旋转地保持在该第一吊缆枢转组件内，该第一吊缆可围绕第四轴线旋转；位于该第二枢转组件内的第二吊缆保持装置，该第二吊缆保持装置适于将所述一对吊缆的第二吊缆的第一端可旋转地保持在该第二吊缆枢转组件内，该第二吊缆可围绕第五轴线旋转；其中该第四和第五轴线相互平行并且该第四和第五轴线垂直于该第一、第二和第三轴线；以及用于将该吊缆附装组件附装到该有效载荷夹紧机构上的支架。
本发明的第二方面是一种用于提升和降低有效载荷的起重系统，包括：包含设置在第一框架上的三对吊缆卷筒的提升机构，所述成对的吊缆卷筒以相互成大约120°的角度设置，每对吊缆卷筒中的每个吊缆卷筒沿纵向对齐在同一轴线上；具有附装到第二框架上的三个吊缆附装组件的有效载荷夹紧机构，所述吊缆附装组件以相互成大约120°的角度设置，每个吊缆附装组件具有第一组的三条平行轴线和第二组的两条平行轴线，所述第一组轴线垂直于所述第二组轴线，每个吊缆附装组件具有一对吊缆枢转组件；三对吊缆，每对吊缆的第一吊缆的第一端附装到所述三对共同连接的吊缆卷筒中的一对的第一吊缆卷筒，每对吊缆的第二吊缆的第一端附装到第二吊缆卷筒，每对吊缆的所述第一吊缆的第二端附装到所述三对枢转组件中的一对的第一吊缆枢转组件，每对吊缆的所述第二吊缆的第二端附装到第二吊缆枢转组件；其中每个吊缆附装组件可围绕对应的所述第一组的三条轴线的中心轴线枢转，每对吊缆枢转组件中的每个吊缆枢转组件可围绕对应的所述第一组的三条轴线中的不同的外轴线枢转，每对吊缆中的每个吊缆可围绕对应的所述第二组的两条轴线中的不同轴线旋转。
本发明的第三方面是一种用于提升和降低有效载荷的传输系统，包括：悬挂式轨道传输系统；联接到所述悬挂式轨道传输系统的提升机构，所述提升机构包括设置在第一框架上的三对吊缆卷筒，所述成对的吊缆卷筒以相互成大约120°的角度设置，每对吊缆卷筒中的每个吊缆卷筒沿纵向对齐在同一轴线上；具有附装到第二框架上的三个吊缆附装组件的有效载荷夹紧机构，所述吊缆附装组件以相互成大约120°的角度设置，每个吊缆附装组件具有第一组的三条平行轴线和第二组的两条平行轴线，所述第一组轴线垂直于所述第二组轴线，每个吊缆附装组件具有一对吊缆枢转组件；三对吊缆，每对吊缆的第一吊缆的第一端附装到所述三对共同连接的吊缆卷筒中的一对的第一吊缆卷筒，每对吊缆的第二吊缆的第一端附装到第二吊缆卷筒，每对吊缆的所述第一吊缆的第二端附装到所述三对枢转组件中的一对的第一吊缆枢转组件，每对吊缆的所述第二吊缆的第二端附装到第二吊缆枢转组件；其中每个吊缆附装组件可围绕对应的所述第一组的三条轴线的中心轴线枢转，每对吊缆枢转组件中的每个吊缆枢转组件可围绕对应的所述第一组的三条轴线中的不同的外轴线枢转，每对吊缆中的每个吊缆可围绕对应的所述第二组的两条轴线中的不同轴线旋转。
附图说明
在所附权利要求中阐述了本发明的特征。但是，通过结合附图参考下文对说明性实施例的详细说明，可以更好地理解本发明，在附图中：
图1A是根据本发明的实施例的起重系统的俯视图，图1B是侧视图；
图2是根据本发明的实施例的吊缆附装组件的立体图；
图3A是根据本发明的实施例的吊缆枢转组件的俯视图；
图3B是通过图3A的线3B-3B的横截面视图；以及
图4是根据本发明的实施例的吊缆保持器内的吊缆的装配图。
具体实施方式
图1A是根据本发明的实施例的起重系统100的俯视图，图1B是侧视图。在图1A和1B中，起重系统100包括通过吊缆115连接的提升机构105和有效载荷夹紧机构110。
起重系统100的提升机构105包括框架120，在该框架上安装有三个绞车125，这些绞车围绕中心轴线130以相互成大约120°的角度设置。框架120可围绕中心轴线130旋转。每个绞车125包括马达135，该马达用于使设置在马达的相对侧的一对吊缆卷筒140转动。每对吊缆卷筒140具有共同的纵向轴线145。在每个吊缆卷筒140下方在框架120中具有槽缝150，对应的吊缆115可通过该槽缝。吊缆卷筒140上开槽以便当吊缆缠绕在吊缆卷筒上时接纳吊缆115。
起重系统100的有效载荷夹紧机构110包括框架155，三个吊缆附装组件160附装在该框架上。与绞车125的布置类似，吊缆附装组件160以相互成大约120°的角度设置。每个吊缆附装组件160适于连接来自同一绞车125的一对吊缆115。每个吊缆附装组件通过支架165附装在框架155上。每个吊缆附装组件160通过主枢转销170附装到每个支架上，并且可围绕该主枢转销自由枢转，该枢转销的纵向轴线平行于由框架155限定的平面。每个吊缆附装组件160具有用于调节围绕主枢转销170的转动阻力的调节螺钉175。
吊缆115受到张力，并且在三个不平行的平面内提供六个水平力分量。为了相对于框架120升高和降低框架155，通过马达135使所有六个吊缆卷筒140同时旋转，从而使每个吊缆115缠绕对应的吊缆卷筒或从对应的吊缆卷筒解开。可选择地，可以使单独一个马达适于驱动所有六个卷筒140。
所示起重系统100与轨道运输系统相结合。例如，在所示的运输系统中，轨道180设置成行进到工厂内的各个位置或工具处。框架120由支架185通过滑动台架190附装到轨道180上。这种轨道系统是公知的，尤其是在半导体工业中。
框架155上装有用于夹紧有效载荷的夹持器195。在一个示例中，夹持器195构造成夹紧容纳半导体晶片的承载件，以及用于确定有效载荷的位置并将夹持器195定位在有效载荷上方的位置传感器200。位置传感器可以是机械的、电机械的或者光机械的。
在一个示例中，吊缆115包括具有塑料覆层的钢索。这样，吊缆115是导电的，并可用于在起重组件100的提升机构105和有效载荷夹紧机构110之间传递信号。为此，一收发器205安装在框架155上，并由电线210通过夹钳215电连接到吊缆115(在剥掉一部分塑料覆层之后)。吊缆卷筒140可装有导电的单独的环和电刷，它们适于使吊缆115电耦合到对应的电线220并从而耦合到收发器225。收发器225与工厂里的控制器通信，以便控制起重系统100相对于工厂内的工站和工具的定位。
图2是根据本发明的实施例的吊缆附装组件160的立体图。在图2中，吊缆附装组件160包括被隔板240保持分离的前部板230和后部板235。主枢转销170穿过前部板230、后部板235和隔板240中的孔，并固定在支架165上(见图1B)。一对吊缆枢转组件245在主枢转销170的相对侧被吊缆枢转销250A和250B(未示出，见图3A)保持在前部板230和后部板245之间。每个吊缆枢转组件245包括吊缆枢转体部255和吊缆保持器260。对于每个吊缆枢转组件，相应的吊缆枢转销250A穿过前部板230中的圆孔进入吊缆枢转体部255，并固定在该吊缆枢转体部内。类似的，相应的吊缆枢转销250B(未示出，见图3A)穿过后部板230进入吊缆枢转体部255，并固定在该吊缆枢转体部内。吊缆附装组件160由螺钉265保持在一起。
主枢转销170沿纵向轴线265延伸，并且整个吊缆附装组件160可围绕轴线265自由枢转。每对枢转销250A和250B沿共同的纵向轴线270对齐，该轴线270通过相应的吊缆枢转销250A和250B(未示出，见图3A)，并且每个吊缆枢转组件245可围绕相应的轴线270自由枢转。轴线265和两个轴线270相互平行。在一个示例中，轴线265和轴线270位于同一平面内。
每个吊缆115可沿对应的轴线275自由旋转，该轴线275通过吊缆保持器260。每个轴线275垂直于轴线265和两个轴线270。两个轴线275相互平行。
图3A是根据本发明的实施例的吊缆枢转组件245的俯视图，图3B是通过图3A的线3B-3B的横截面视图。在图3A和3B中，吊缆保持器260装在吊缆枢转体部255的腔室280中。吊缆保持器260的上部穿过吊缆枢转体部255内的圆柱形孔285。吊缆保持器260还包括腔室290。吊缆115穿过吊缆保持器260内的圆柱形孔295，穿过止推垫圈300A和300B并进入吊缆止动件305中的圆柱形孔。止推垫圈300A和300B以及吊缆止动件305被容纳在吊缆保持器260的腔室310中。吊缆止动件305被旋锻(swage)在吊缆115上。吊缆115和吊缆止动件305可围绕轴线275自由旋转。在一个示例中，吊缆保持器260可沿轴线275自由旋转。在一个示例中，吊缆保持器260被压配合、销接，或者限制，从而不能沿轴线275旋转。
吊缆枢转体部255可有利地由铝或不锈钢制成。吊缆保持器260可有利地由尼龙、聚氟乙烯、其它塑料、聚合物或树脂制成。止推垫圈300A和300B可有利地由不锈钢、浸油青铜(oil filled bronze)、尼龙、聚氟乙烯、其它塑料、聚合物或树脂制成。尽管在图3B中示出两个止推垫圈，但是可使用多于两个的垫圈、一个垫圈或不使用垫圈。可选择地，可使用许多其它类型的止推轴承-包括滚珠轴承和滚针轴承-来代替止推垫圈300A和300B或与止推垫圈300A和300B结合。
吊缆枢转体部255的设计可以认为是示例性的，并且可使用其它设计例如包含槽缝的设计，以便更容易更换吊缆115。
图4是根据本发明的实施例的吊缆保持器260内的吊缆115的装配图。从图4可以清楚看到，吊缆保持器260包括两个相同的半部260A和260B，这些半部具有相应的配合面315A和315B。在一个示例中，使止推垫圈300A和300B滑过吊缆115的端部320。接着，使吊缆止动件305滑过吊缆115的端部320并进行旋锻，从而在吊缆止动件上留下凹痕325并将吊缆115固定在吊缆止动件305内。然后使吊缆保持器的相应半部260A和260B的配合面315A和315B合并在一起，从而将吊缆115的端部320、吊缆止动件305以及止推垫圈300A和330B封闭在由两个半圆柱形凹口290A和290B形成的腔室内。
然后可将装配好的吊缆保持器放置在吊缆枢转体部内，并将两个吊缆枢转体部组件放置在吊缆附装组件中。
在发明人进行的试验中，除了吊缆被限制从而不能在吊缆枢转体部内进行任何旋转之外，与本发明的实施例的起重系统类似的一组起重系统以每年-或大约每20,000个提升循环-每个系统大约1个吊缆的比率发生吊缆故障(扭结或松线)，每个循环是一个上升和一个下降运动。根据本发明的实施例的起重系统-其中吊缆可在吊缆枢转体部内自由旋转-在四年的试验或在大约150,000个提升循环之后没有发生吊缆故障。
因此，本发明提供了一种吊缆寿命提高的改进的吊缆起重系统。
上文给出的对本发明实施例的说明是为了理解本发明。应理解，本发明并不局限于文中所述的特定实施例，而是能够进行本领域技术人员显而易见的多种变型、重新布置和替代，并且不会脱离本发明的范围。因此，下面的权利要求旨在涵盖所有这样的变型和改变，它们都落在本发明的实质精神和范围内。

Claims (30)

1.一种吊缆附装组件，用于将一对吊缆附装到有效载荷夹紧机构上，包括：
可围绕第一轴线枢转的板；
可围绕第二轴线枢转的第一吊缆枢转组件和可围绕第三轴线枢转的第二吊缆枢转组件，所述第一和第二吊缆枢转组件设置在所述板的相对侧，所述第一、第二和第三轴线相互平行；
位于所述第一枢转组件内的第一吊缆保持装置，所述第一吊缆保持装置适于将所述一对吊缆的第一吊缆的第一端可旋转地保持在所述第一吊缆枢转组件内，所述第一吊缆可围绕第四轴线旋转；
位于所述第二枢转组件内的第二吊缆保持装置，所述第二吊缆保持装置适于将所述一对吊缆的第二吊缆的第一端可旋转地保持在所述第二吊缆枢转组件内，所述第二吊缆可围绕第五轴线旋转；
其中所述第四和第五轴线相互平行，并且所述第四和第五轴线垂直于所述第一、第二和第三轴线；以及
用于将所述吊缆附装组件附装到所述有效载荷夹紧机构上的支架。
2.根据权利要求1的吊缆附装组件，其特征在于，所述第一和第二吊缆保持装置均包括：
具有第一腔室的吊缆枢转体部；
具有第二腔室的吊缆保持器，所述吊缆保持器设置在所述第一腔室内；以及
固定地附装到所述一对吊缆中的一个吊缆的端部上的吊缆止动件，所述吊缆止动件可旋转地设置在所述第二腔室内。
3.根据权利要求2的吊缆附装组件，其特征在于，还包括所设置的一个或多个止推垫圈，所述一对吊缆中的所述一个吊缆穿过所述一个或多个止推垫圈，所述一个或多个止推垫圈被容纳在所述第二腔室内。
4.根据权利要求3的吊缆附装组件，其特征在于，所述一个或多个止推垫圈中的每一个由不锈钢、浸油青铜、尼龙、聚氟乙烯、其它塑料、聚合物或树脂独立地制成。
5.根据权利要求2的吊缆附装组件，其特征在于，还包括滚珠轴承、销轴承或滚柱轴承，所述一对吊缆中的所述一个吊缆通过所述滚珠轴承、销轴承或滚柱轴承，所述滚珠轴承、销轴承或滚柱轴承被容纳在所述第二腔室内。
6.根据权利要求2的吊缆附装组件，其特征在于，所述吊缆保持器由尼龙、聚氟乙烯、其它塑料、聚合物或树脂制成。
7.根据权利要求2的吊缆附装组件，其特征在于，所述吊缆保持器可围绕所述第四或第五轴线旋转。
8.根据权利要求2的吊缆附装组件，其特征在于，所述吊缆保持器被固定在所述第一腔室内。
9.根据权利要求2的吊缆附装组件，其特征在于，所述吊缆保持器包括关于所述第四轴线或所述第五轴线对称的两个相同的半部。
10.根据权利要求2的吊缆附装组件，其特征在于，所述吊缆枢转体部通过销可旋转地保持在所述吊缆附装组件内。
11.根据权利要求1的吊缆附装组件，其特征在于，所述第一、第二和第三轴线设置在同一平面内，所述平面可围绕所述第一轴线枢转。
12.一种用于提升和降低有效载荷的起重系统，包括：
包含设置在第一框架上的三对吊缆卷筒的提升机构，所述成对的吊缆卷筒以相互成大约120°的角度设置，每对吊缆卷筒中的每个吊缆卷筒沿纵向对齐在同一轴线上；
具有附装到第二框架上的三个吊缆附装组件的有效载荷夹紧机构，所述吊缆附装组件以相互成大约120°的角度设置，每个吊缆附装组件具有第一组的三条平行轴线和第二组的两条平行轴线，所述第一组轴线垂直于所述第二组轴线，每个吊缆附装组件具有一对吊缆枢转组件；
三对吊缆，每对吊缆的第一吊缆的第一端附装到所述三对共同连接的吊缆卷筒中的一对的第一吊缆卷筒，每对吊缆的第二吊缆的第一端附装到第二吊缆卷筒，每对吊缆的所述第一吊缆的第二端附装到所述三对枢转组件中的一对的第一吊缆枢转组件，每对吊缆的所述第二吊缆的第二端附装到第二吊缆枢转组件；以及
其中每个吊缆附装组件可围绕对应的所述第一组的三条轴线的中心轴线枢转，每对吊缆枢转组件中的每个吊缆枢转组件可围绕对应的所述第一组的三条轴线中的不同的外轴线枢转，每对吊缆中的每个吊缆可围绕对应的所述第二组的两条轴线中的不同轴线旋转。
13.根据权利要求12的起重系统，其特征在于，所述有效载荷夹紧机构构造成用于夹紧容纳半导体晶片的承载件。
14.根据权利要求12的起重系统，其特征在于，所述有效载荷夹紧机构包括位置传感器。
15.根据权利要求12的起重系统，其特征在于，所述提升机构和所述有效载荷夹紧机构均包括收发器，以用于通过所述三对吊缆中的一个或多个吊缆发送和接收模拟、数字或功率信号。
16.根据权利要求12的起重系统，其特征在于，每个所述吊缆枢转组件包括：
具有第一腔室的吊缆枢转体部；
具有第二腔室的吊缆保持器，所述吊缆保持器设置在所述第一腔室内；以及
固定地附装到所述三对吊缆中的一个吊缆的端部上的吊缆止动件，所述吊缆止动件可旋转地设置在所述第二腔室内。
17.根据权利要求16的起重系统，其特征在于，还包括一个或多个止推垫圈，所述一对吊缆中的所述一个吊缆穿过所述一个或多个止推垫圈，所述一个或多个止推垫圈被容纳在所述第二腔室内。
18.根据权利要求16的起重系统，其特征在于，还包括滚珠轴承、销轴承或滚柱轴承，所述一对吊缆中的所述一个吊缆通过所述滚珠轴承、销轴承或滚柱轴承，所述滚珠轴承、销轴承或滚柱轴承被容纳在所述第二腔室内。
19.根据权利要求16的起重系统，其特征在于，所述吊缆保持器可围绕所述第二组的两条轴线中的一条轴线旋转。
20.根据权利要求16的起重系统，其特征在于，所述吊缆保持器被固定在所述第一腔室内。
21.一种用于提升和降低有效载荷的传输系统，包括：
悬挂式轨道传输系统；
联接到所述悬挂式轨道传输系统的提升机构，所述提升机构包括设置在第一框架上的三对吊缆卷筒，所述成对的吊缆卷筒以相互成大约120°的角度设置，每对吊缆卷筒中的每个吊缆卷筒沿纵向对齐在同一轴线上；
具有附装到第二框架上的三个吊缆附装组件的有效载荷夹紧机构，所述吊缆附装组件以相互成大约120°的角度设置，每个吊缆附装组件具有第一组的三条平行轴线和第二组的两条平行轴线，所述第一组轴线垂直于所述第二组轴线，每个吊缆附装组件具有一对吊缆枢转组件；
三对吊缆，每对吊缆的第一吊缆的第一端附装到所述三对共同连接的吊缆卷筒中的一对的第一吊缆卷筒，每对吊缆的第二吊缆的第一端附装到第二吊缆卷筒，每对吊缆的所述第一吊缆的第二端附装到所述三对枢转组件中的一对的第一吊缆枢转组件，每对吊缆的所述第二吊缆的第二端附装到第二吊缆枢转组件；以及
其中每个吊缆附装组件可围绕对应的所述第一组的三条轴线的中心轴线枢转，每对吊缆枢转组件中的每个吊缆枢转组件可围绕对应的所述第一组的三条轴线中的不同的外轴线枢转，每对吊缆中的每个吊缆可围绕对应的所述第二组的两条轴线中的不同轴线旋转。
22.根据权利要求21的传输系统，其特征在于，所述有效载荷夹紧机构构造成用于夹紧容纳半导体晶片的承载件。
23.根据权利要求21的传输系统，其特征在于，所述有效载荷夹紧机构包括位置传感器。
24.根据权利要求21的传输系统，其特征在于，所述提升机构和所述有效载荷夹紧机构均包括收发器，以用于通过所述三对吊缆中的一个或多个吊缆发送和接收模拟、数字或功率信号。
25.根据权利要求21的传输系统，其特征在于，每个所述吊缆枢转组件包括：
具有第一腔室的吊缆枢转体部；
具有第二腔室的吊缆保持器，所述吊缆保持器设置在所述第一腔室内；以及
固定地附装到所述三对吊缆中的一个吊缆的端部上的吊缆止动件，所述吊缆止动件可旋转地设置在所述第二腔室内。
26.根据权利要求25的传输系统，其特征在于，还包括一个或多个止推垫圈，所述一对吊缆中的所述一个吊缆穿过所述一个或多个止推垫圈，所述一个或多个止推垫圈被容纳在所述第二腔室内。
27.根据权利要求25的传输系统，其特征在于，还包括滚珠轴承、销轴承或滚柱轴承，所述一对吊缆中的所述一个吊缆通过所述滚珠轴承、销轴承或滚柱轴承，所述滚珠轴承、销轴承或滚柱轴承被容纳在所述第二腔室内。
28.根据权利要求25的传输系统，其特征在于，所述吊缆保持器可围绕所述第二组的两条轴线中的一条轴线旋转。
29.根据权利要求25的传输系统，其特征在于，所述吊缆保持器被固定在所述第一腔室内。
30.根据权利要求21的传输系统，其特征在于，所述收发器与工厂中的控制器通信，以用于控制所述提升机构和所述有效载荷夹紧机构的定位。
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